جوش هسته ای چیست؟

سياستهايي را بطلبد كه از منظر اقتصادي صرف، غيراقتصادي انگاشته شود. در نگاه استراتژيك، بهينگي بلند مدت در سطح همه اجزاء نظام اجتماعي مورد توجه است، برعكس نگاه اقتصادي صرف كه منافع كوتاه مدت و يك بعدي را در نظر مي گيرد. اين برنامه استراتژيك، بايد از سويي با توجه به توانايي هاي واقعي همان بخش مورد نظر و از سوي ديگر در چارچوب استراتژيهاي كلان كشور سامان پذيرد: يعني در تعامل با ساير حوزه ها طراحي شود. با توجه به مقدمه فوق بايد اذعان داشت كه دغدغه اصلي جهان عادت كرده به مصرف انرژي، در دو دهه آينده، توليد انرژي و ساخت نيروگاه اتمي به عنوان تنها راه خروج از بحران انرژي در دهه هاي آينده است. در اين بين از آن جا كه ساخت يك نيروگاه اتمي اغلب علوم و فنون را به كار مي گيرد، اين كاربري به مفهوم توسعه و پيشرفت در همه علوم و فنون است. از طرفي هم مي توان ادعا كرد كه نيروگاه برق اتمي، اقتصادي ترين نيروگاهي است كه امروز در دنيا احداث مي شود كه دلايل آن در ادامه بحث خواهد آمد. دلايل ديگري هم براي استفاده از نيروگاه اتمي براي توليد برق وجود دارد كه از مهم ترين آنها مي توان به پاكيزه بودن اين روش، عدم توليد گاز گلخانه اي و ديگر آلاينده هاي زيست محيطي اشاره كرد. سوخت هاي فسيلي مانند ذغال سنگ، مقدار قابل توجهي از انواع آلاينده ها همانند تركيبات كربن و گوگرد را وارد محيط زيست مي سازند كه براي سلامت انسان زيانبار است. از سوي ديگر با توجه به افزايش مصرف برق و پايان پذير بودن منابع سوخت فسيلي به نظر مي رسد استفاده از انرژي هسته‌اي بهترين گزينه موجود باشد. شايد هنوز افرادي هستند كه ادعا مي كنند با توجه به ذخاير نفت و گاز ايران، آيا ايران نيازي به انرژي هسته‌اي دارد يا خير؟ پاسخ صحيح به اين سؤال مستلزم مطالعه دقيق علمي است. اين مطالعه به كمك يك سري نرم افزارهاي خاص، هم در سازمان انرژي اتمي ايران و هم در دانشگاه صنعتي شريف انجام گرفته و اين گونه نيست كه براساس برداشت هاي عمومي و محدود گفته شود، مثلاً ما كه اين قدر گاز داريم چرا سراغ انرژي اتمي برويم؟ موضوع به اين سادگي نيست، بلكه براي امكان سنجي و مطالعه همين موضوع تحت عنوان انرژي ميكس يا تركيب منابع انرژي نرم افزارهاي بزرگ خاصي وجود دارد و اين فرآيند تحت عنوان The meritsof energy mix نام گذاري شده است؛ «يعني فوايد انرژي هاي تركيبي». برهمين اساس هيچ كشوري سعي نمي كند از لحاظ استراتژيك، انرژي مورد نيازش را فقط از يك منبع تأمين كند، ولو آنكه در آن كشور به فراواني يافت شود. مثلاً اگر در كشوري منابع آبي زياد است، به اين سمت نمي رود كه انرژي برق خودش را فقط از آب تأمين كند، اما اينكه بايد چه سهمي به انرژي ميكس اختصاص داده شود نياز به محاسباتي دارد كه بايد انجام شود. در ايران هم اين محاسبات، سال هاي سال صورت گرفته و چيز جديدي نيست. براي انجام اين محاسبات بايد پارامترهاي متعددي در نظر گرفته شود كه اكثر آنها متغير است. مثلاً قيمت گاز طبيعي قيمتي متغير است. و الان كه نقش زيادي در سوخت جهاني ندارد، قيمت چنداني هم ندارد، اما گفته مي شود در 15 سال آينده، سهم قابل توجهي از سوخت را به خود اختصاص خواهد داد و مسلماً قيمت سوخت در آن شرايط با الان بسيار متفاوت خواهد بود؛ ضمن اينكه اگر همين الان اين محاسبات انجام شود و ما تصميم بگيريم مثلاً 7000مگاوات برق از انرژي هسته‌اي تأمين كنيم، حتي اگر اين كار به صورت فاينانس انجام شود دست كم 12 سال طول خواهد كشيد و اين هم خود يك متغير است. به هر حال يكي از سخت ترين كارها در پروژه هاي داخلي و خارجي همين بحث فاينانسينگ است. با ذكر چند پارامتر مؤثر در مورد ضرورت نيروگاه هسته‌اي از لحاظ اقتصادي مي توان بحث را روشن تر نمود، البته همه پارامترها را بايد به نرم افزار داد تا در مورد صرفه اقتصادي آن نظر بدهد. نخستين درس در اقتصاد انرژي در مورد Energy mix اين است كه فرق بين انرژي هسته‌اي و انرژي هاي كلاسيك، در سرمايه گذاري اوليه بالا و هزينه هاي پايين راهبري و تعميرات است. به عنوان مثال يك نيروگاه 1000 مگاواتي فسيلي؛ به10 ميليون بشكه نفت يا معادل انرژي آن از سوخت هاي فسيلي ديگر مثل گاز در طول يك سال نياز دارد. با در نظر گرفتن قيمت اوپك كه بين 22 دلار و 28 دلار و خارج كردن هزينه هاي استخراج كه حدود 2 دلار است، قيمت پايه نفت حدوداً بشكه اي 24 دلار خواهد شد وبراي يك نيروگاه 1000 مگاوات الكتريكي چيزي حدود240 ميليون دلار در سال خواهد شد. در مورد گاز در حد 2 ميليارد فوت مكعب در سال خواهد شد. البته گاز بحث ديگري است، چون قيمت آن بسيار متغير است. چيزي كه فعلاً مي توان با اطمينان بيشتر در مورد آن صحبت كرد، نفت است كه با در نظر گرفتن240 ميليون دلار قيمت سوخت و60 ميليون دلار هزينه تعميرات و نگهداري، در مجموع حدوداً 300 ميليون دلار هزينه راهبري يك نيروگاه فسيلي 1000 مگاواتي در سال مي شود. در شرايط عادي هزينه ساخت يك نيروگاه فسيلي، بسيار پاپين خواهد بود؛ يعني عددي بين 400 تا 700 ميليون دلار براي يك نيروگاه 1000 مگاواتي. اما اگر قيمت ترجيحي در نظر گرفته شود، هزينه از اين هم كمتر خواهد شد. ولي در شرايط غيرعادي سياسي با خارج، اين هزينه افزايش مي يابد. اين مبلغ در ساخت نيروگاه هسته‌اي بسيار بالاتر است. هزينه نصب هر مگاوات آن حدود 1500 تا 2500 دلار است، چون هزينه هايي مانند برچيدن نيروگاه هم در نظر گرفته مي شود و به اصطلاح قيمت سرشكن گفته مي شود. يعني در واقع هزينه ساخت يك نيروگاه هسته‌اي 1000 مگاواتي 5/1 تا 5/2 ميليارد دلار خواهد بود. اما سوخت هسته‌اي مورد نياز يك نيروگاه هسته‌اي 1000 مگاواتي، حدوداً30 تن اورانيوم غني شده در سال است كه هزينه آن در شرايط سياسي و اقتصادي مناسب، 10 ميليون دلار و در بدترين شرايط 25 ميليون دلار مي باشد. با توجه به محاسبات فوق، در بدبينانه ترين شرايط يعني اگر قيمت نفت بشكه اي 24 دلار فرض شود، هزينه سوخت مورد نياز يك نيروگاه هسته‌اي، 10 درصد هزينه سوخت يك نيروگاه فسيلي مشابه است كه با احتساب 50 سال عمر يك نيروگاه اتمي، تفاوت اين هزينه به قيمت هاي امروز، بيش از10 ميليارد دلار خواهد شد كه اختلاف حدود يك و نيم ميليارد دلاري در هزينه ساخت آنها را كاملاً پوشش مي دهد. بنابراين، اين نظر كه نيروگاههاي هسته‌اي در مقايسه با نيروگاههاي فسيلي توجيه اقتصادي ندارد، درست نيست. اما بحث دوم، به قرارداد كيوتو مربوط مي شود، كه متأسفانه آمريكايي ها زير بار آن نرفته اند. اين قرارداد مربوط به توليد گازهاي گلخانه اي در جهان بوده كه روال طبيعي جهان را از لحاظ زيست محيطي به هم ريخته است. در همين شرايط ايران 30 هزار مگاوات نيروگاه دارد و در ده سال آينده، احتمالاً به60 هزار مگاوات خواهد رسيد. بالا رفتن حجم توليد گازهاي گلخانه اي، هزينه هاي اجتماعي خاصي را ايجاد مي كند كه بالطبع بايد جلوي توليد گازهاي گلخانه اي را در نيروگاههاي فسيلي گرفت، يا به اصطلاح، هزينه زيادي را براي Scrape 1)) اختصاص داد. حداقل هزينه اي كه پيش بيني مي شود حدوداً 25 درصد كل هزينه تمام شده برق توليدي است، اما برق هسته‌اي اين هزينه را ندارد و فقط زباله هاي اتمي در اثر آن توليد مي شود. اگر سالي 30 تن سوخت مصرف شود و50 سال عمر براي نيروگاه در نظر گرفته شود، چيزي حدوداً 1500 تن زباله اتمي در عرض50 سال توليد مي شود كه بعد از تفكيك و فشرده سازي آن، بيش از چند تن زباله باقي نخواهد ماند (البته با حجم كم). اين زباله ها بايد در جاهاي خاص حفاظت شده قرار بگيرند تا محيط زيست را آلوده نكنند. مانند زيرزمين و جاهايي كه آب از آن عبور نكند. بعضي كشورها مثل روسيه زباله هاي اتمي ديگران را مي گيرند و آن را با هزينه نسبتاً پايين دفع مي كنند. پس از لحاظ زيست محيطي هم نيروگاه هسته‌اي بر نيروگاه فسيلي اولويت اقتصادي خواهد داشت. اما موضوع سوم، جنبه تكنولوژيك قضيه است كه بسيار مهم است. بشر به سمتي مي رود كه يك انرژي لايزال پيدا كند (حتي اورانيوم هم لايزال نيست). دنيا به فكر گداخت[1][1] است، يعني انرژي لايزال و پاك. ايران نيز از اين قاعده مستثني نيست. علم و تكنولوژي و فن آوري، مراحلي دارد كه بايد حتماً گذرانده شود. تكنولوژي و فن آوري هم به همين صورت است، پروسه اي است كه بايد گذرانده شود. دنيا به هر حال در آينده از شكافت- توليد انرژي با شكافت هسته‌اي- يعني همين انرژي هسته‌اي پا را فراتر خواهد گذاشت و به دنبال گداخت- توليد انرژي با همجوشي هسته‌اي- خواهد رفت. تكنولوژي گداخت ممكن است تا30 سال ديگر صنعتي شود. اگر كشور ما با گداخت دست و پنجه نرم نكند و نيرو تربيت نكند و در يك كلام به بلوغ و فناوري و تكنولوژي اين مرحله نرسد، نمي تواند از آن عبور كند و وقتي گداخت وارد عرصه صنعت مي شود، باز دوباره جزو كشورهاي عقب مانده خواهيم بود. در حال حاضر روسيه 8 ميليون بشكه نفت در روز توليد و حدود 5 ميليون از آن را صادر مي كند. 30 نيروگاه هسته‌اي دارد و به سرعت هم به نيروگاههاي خود اضافه مي كند، در حالي كه اولين كشور در ذخاير گازي است و جمعيت آن هم تنها كمي بيشتر از دو برابر ماست. فرض شود، توليد نفت روسيه با ايران برابر باشد، چرا با اينكه ذخاير گازي اين كشور از ايران بيشتر است، باز به دنبال انرژي هسته‌اي است؟ مگر صرفه اقتصادي دارد؟ در مورد مكزيك چطور؟ در اين شرايط آمريكا هم 105 نيروگاه هسته‌اي دارد، لذا فقط معيارهاي اقتصادي هم مطرح نيست و معيارهاي مختلف فن آوري تأثير گذار خواهد بود. در واقع تكنولوژي هسته‌اي، ميعاد گاه تكنولوژي هاي ديگر است. مثل صنعت خودرو كه اگر در يك كشور رونق خوبي داشته باشد، تقريباً بخش عمده اي از تكنولوژي را جلو مي برد، چرا كه بيشتر علوم و تكنولوژي ها مثل مكانيك، شيمي، مواد، برق و... در آن است. به همين صورت اگر صنعت هسته‌اي كشور هم رشد معنادار، واقعي و همه جانبه داشته باشد، با توجه به اينكه بالاترين محدوديت ها و استانداردهاي مهندسي در آن وجود دارد، صنعت كشور در سطح بالايي رشد خواهد كرد. صنعت غني سازي هم عمر كمي ندارد و دست كم 40 سال است كه اين كار شروع شده است. مثلاً سانتريفوژ حدوداً 40 سال پيش توسط استادي به نام زيپر آلماني طراحي شد. اما سانتريفوژ امروز با آن سانتريفوژ در حالي كه اصول يكساني دارند، تفاوت هايي هم دارند. حال اگر كشوري بتواند يك دستگاه سانتريفوژ بسازد، در واقع آن كشور در عرصه تكنولوژي يك گام جلو افتاده است. چون در غني سازي اورانيوم جهت استفاده در راكتورهاي هسته‌اي از علوم مختلف مهندسي، مكانيك، شيمي و... با نهايت دقت و قدرت استفاده مي شود. به طور كلي تعريف جديد مهندسي براساس ميزان دقت است و كشوري پيشرفته ناميده مي شود كه ميزان خطاي مهندسي آن كم باشد. لذا براي رسيدن به استقلال واقعي، بايد به سمت توليد فن آوري و علم رفت. البته اين روند بالطبع هزينه دارد. همه جاي دنيا هم، اين گونه است. به هر حال هزينه رسيدن به تكنولوژي هسته‌اي با اين همه عظمت، كار و فعاليت همه جانبه متخصصين ايراني و استفاده از تجربه كشورهاي دارنده اين صنعت را طلب مي كند. در طبيعت چهار نيروي بنيادي گرانشي، الکترومغناطيسي، هسته‌اي ضعيف و هسته‌اي قوي وجود دارد که از طريق تبادل ذرات بنيادي و در نتيجه اندازه حرکت بين اجسام ايجاد مي شود. نتيجه بر هم کنش ذرات بنيادي در هسته واکنش هسته‌اي و انرژي حاصل از ان انرژي هسته‌اي است، که از آنبرايصنعت، پزشکي،کشاورزيتوليد برق استفاده صلح اميز و براي انفجار هاي هسته‌اي استفاده نظامي مي شود.انفجار هسته‌اي ، راکتور هسته‌اي کنترل نشده اي است که در ان واکنش هسته‌اي بسيار وسيع در زمان کمتر از ميلياردم ثانيه رخ ميدهد براي ايجاد انفجار هسته‌اي به يک سوخت شکافت يا گداخت پذير، ماشه اغاز گر حوادث و روشي که اجازه ميدهد تا قبل از اينکهانفجار پايان يابد،کل سوخت شکافته يا گداخته شود، نياز ميباشد در انفجار هاي هسته‌اي همه چيز در کانون انفجار در دماي بالا( حدود106×300 درجه سانتي گراد)به حالت گاز در مي آيد و در خارج از کا نون موج شديد گرما همه چيز را مي سوزاند و فشار موج ضربه اي ساختمان ها و تاسيسات را خراب ميکند و تشعشعات مواد راديواکتيو در محيط انفجار و نقاط دور دست، محيط زيست، گياهان وموجودات زنده را به مخاطره مي اندازد. براي داشتن فن آوري هسته‌اي چرخه سوخت ضروري است که شامل نورد سنگ معدن اورانيوم ، تهيه هگزافلورايد اورانيوم ، غني سازي و... است.غني سازي به روش هاي الکترومغناطيسي ، سانتريفيوژ، ليزر، ديفوزيون گازي و ... انجام مي‌گيرد. ذرات بنيادي طبيعت ازذرات ديگري ساخته نشده اند مانند فوتون، گلوئون، گراويتون،کوارک، الکترون، بوزونهاي برداري حدواسط و نوترينو و پروتون و نوترون ذرات بنيادي نيستند بلکه از کوارکها ساخته ميشوند. نيرو يا بر هم کنش متقابل بين اجسام از طريق مبادله ذرات بنيادي و ا ندازه حرکت توسط اجسام ايجاد ميشود. نيروي قوي که منشاء نيروي هسته‌اي قوي بين نوکلئون هاست از طريق تبادل گلئون ها بين کوارک ها ايجاد ميشود. نيروي الکترومغناطيسي بين ذرات باردار از طريق تبادل فوتون بين ذرات باردار ايجاد ميشود. نيروي ضعيف که منشاء نيروي هسته‌اي ضعيف در واپاشي بتايي است از طريق تبادل بوزونهاي برداري حد واسط برقرارميگردد. نيروي گرانشي بين ذرات داراي جرم از طريق تبادل گراويتون بين آنها برقرار ميشود.شدت نسبي نيروها: 1 = هسته‌اي قوي و ،10-2=الکترو مغناطيسي و10-9 = هسته‌اي ضعيف و 10-38 = گرانشي مي باشد با آزمايش جذب سوزن با يک آهن رباي کوچک و نيروي گرانشي و الکتريکي دو بار آزمون شدت نسبي نيرو ها را مي توان نشان داد. واکنش هسته‌اي فرو پاشي خودبخودي، شکافت، همجوشيهمان برهمکنش بين ذرات بنيادي هسته است. راکتور هسته‌اي شکافت دستگاهي است که در ان شکافت هسته‌اي زنجيره اي کنترل شده به منظور توليد برق، توليد راديونوکلئيد ها و تامين انرژي کشتي ها ،زير دريايي ها و ماهواره ها و تحقيقات هسته‌اي انجام ميگيرد. کند کننده ها براي تبديل نوترون هاي سريع حاصل ازشکافت، به نوترون هاي حرارتي بکار ميروند.بهترين هسته ها براي اين منظور هسته هاي سبک از قبيل هيدروژن معمولي دو تريوم، بريليوم و کربن بصورت گرافيت مي باشد. بنا به انرژي جنبشي نوترون نسبت به انرژي جنبشي اوليه آن دربرخورد الاستيک با هسته ها مي باشد. نوترون در برخورد با هيدروژن آب معمولي تقريبا تمام انرژي جنبشي خود را از دست داده و به نوترون حرارتي تبديل ميشود از اين جهت آب معمولي از بهترين کند کننده است. در همه راکتورها ي شکافتي، نوترون هاي کند نشده حاصل از شکافت با اورانيوم 238 برخورد نموده و پلوتونيوم239 نيز مطابق 238U+n(fast)→239 U→239 Np→239 Pu توليد مي کنند، ولي براي اهداف نظامي از راکتورهاي ويژه با شار نوتروني زياد استفاده مي شود ،اين راکتور و يک واحد باز پردازش براي توليد Pu در يک ساختمان عادي جاي مي گيرد. انفجار هسته ا ي راکتور هسته‌اي کنترل نشده اي است که در آن واکنش هسته‌اي بسيار وسيع در زمان کمتر از ميلياردم ثانيه رخ ميدهد براي توليد انفجارهسته‌اي به يک سوخت شکافت يا گداخت پذير، ماشه آغاز گر حوادث و روشي که اجازه ميدهد تا قبل از اينکه بمب خاموش شود کل سوخت شکافته يا گداخته شود، نياز ميباشد. در شکافت هسته‌اي Fat man براي شروع واکنش انفجار داخل گوي صورت ميگيرد و موج ضربه اي حاصل از ان Pu239 که در مرکز گوي با U238 احاطه شده را به داخل کره ميفرستد و آن را فشرده ميکند تا واکنش هسته‌اي خارج از حد بحراني انجام گيرد و بمب منفجر شود. همچنين در شکافت هسته‌اي Little boyيک گلوله حاوي U235 به دور يک مولد نوترون بالاي يک گوي حاوي U235 حول دستگاه مولد نوترون قرار دارد و هنگامي که اين بمب به زمين اصابت ميکند.حسگر حساس به فشار، ارتفاع مناسب را براي انفجار چا شني مشخص ميکند و مواد منفجره پشت گلوله منفجر ميشود و گلوله به پايين ميافتد.سپس گلوله به کره برخورد ميکند و واکنش شکافت هسته‌اي رخ ميدهد و بمب منفجر ميشود. انفجار گداخت هسته‌اي نسبت به انفجار شکافتي بازده و قدرت تخريب بيشتري دارد مشکلات استفاده از اين انفجار الف ) T,d که سوخت اين انفجار هستند هر دو به شکل گازند و امکان ذخيره سازي انها مشکل است پس بايد به دماي-2500C برده شوندتا مايع گردند. ب) تهيه T مشکل و پر هزينه است. موج انفجارهمان گسترش سريع گاز داغ و فشرده از محل انفجار به محيط اطراف و افزايش فشار اتمسفر ميباشد. گاز هاي ثانويه مسير داغ تري را طي کرده و به گازهاي اوليه ميرسند و فشارشان بر هم نهاده شده و جبهه موج ضربه اي را تشکيل ميدهند و به سطح تاسيسات فشار استاتيکي وارد ميکنند.در پشت جبهه موج هواي همراه موج انفجار سرعت بسيار زياد دارد و فشار ديناميکي ايجاد ميکند که ميخواهد اجسام را در سوي حرکت خود به جنبش دراورد در نتيجه آنها را واژگون يا قطعات آنها را از هم جدا ميکند زيان هاي ناشي از انفجار هسته‌اي عبارتند از الف:در کانون انفجار همه چيز تحت دماي تبخير ميشود و در خارج از آن اغلب تلفات بخاطر سوزش ايجاد شده توسط گرماست ب:موج شديد گرما همه چيز را ميسوزاند. ج: فشار موج ضربه اي ساختمانها و تاسيسات را خراب ميکند. د: تشعشعات راديواکتيويته باعث سرطان ميشود. ه: بارش مواد راديواکتيو در مناطق دور بصورت ابري از ذرات راديواکتيوتوسط باد در غالب غبار و توده سنگهاي متراکم و آلوده شدن گياهان و موجودات زنده و محيط زندگي با عث ايجاد آلودگي زيست محيطي مي شوند. از قسمتهاي مهم فن آوري هسته‌اي چرخه سوخت است که شامل مراحل زير است :1 ) نورد سنگ معدن اورانيوم الف ) استخراج سنگ معدن اورانيوم از معادن زير زميني و همچنين حفاري هاي روباز که داراي 3% U3o8 است. ب ) آماده سازي و آسياب سنگ معدن و تهيه کنسا نتره با شکل پودر ريز و جامدج ) تهيه کيک زرد که شامل 85- 65 درصدU3o8 است.هر تن سنگ معدن اورانيوم زرد شامل مقدار کمي U3o8 است.شستن سنگ معدن در اسيد و عمليات تعويض- يون منجر به U3o8 نسبتا خالص ميگردد.2)تهيه هگزا فلورايد اورانيوم :براي غني سازي اورانيوم آن را به صورت Uf6در مياورند چون:الف) در دماي بالاي بحالت گاز است.ب) فلوئور تک ايزوتوپي استU3 o8 + 2 H2→3 Uo2+ 2 H2O وUo2+4Hf→Uf4+ 2 H2o وUf4+ F2→Uf6 3) غني سازي اورانيوم : جداسازي U235 از مخلوط ساير ايزوتوپهاي ان در سنگ معدن طبيعي 4 ) تهيه Uo2 يا فلز خالص 5) تهيه ميله سوخت و مجتمع سوخت و حمل سوخت6) مديريت سوخت هسته‌اي در قلب راکتور7) باز فراوري و جداسازي عناصر شکافت پذير8 ) پسماندداري. انواع روشهاي غني سازي عبارتند از :1)روش الکترو مغناطيسي2)روش سانتريفوژ3)روش ايرو ديناميکي نازل4 )روش ديفوزيون گازي5)روش ليزر.در روش الکترومغناطيس اورانيوم يونيزه شده با سرعت وارد ميدان مغناطيسي ميشود. يون ها با توجه به جرم متفاوتي که دارند شعاعهاي مختلفي را طي ميکنند. در روش سانتريفوژ هگزا فلورايد اورانيوم را وارد دستگاه سانتريفوژ با سرعت دقيقه⁄ دور 104×6 ميکنيم اورانيوم 235 به سمت استوانه مرکزي و اورانيوم 238به سمت ديواره جانبي رفته و از آنجا خارج ميشوند و به سانتريفوژ بعدي منتقل ميشوند براي غناي مطلوب از زنجيره هاي موازي-سري–مرکب استفاده مي شود. در روش ايرو ديناميکي نازل Uf6را با گاز کمکي سبکي ما نند He,H2 به نسبت 95%تا سرعت صوت نزديکمي کنند و غني سازي مطابق شکل زير انجام مي گيرد. در روش ديفوزيون گازي بنا به اصل گراهان انرژي ملکولهاي يک گاز در حال تعادل برابر و ثابت است. پس ملکولهاي با جرم متفاوت سرعت هاي متفاوتي خواهند داشت M1V2 اگر½M1V1 2 =½M2V2 2 در اين روش که اولين روش غني سازي بوده است، گاز Uf6 را در ظرفي که داراي پرده نيمه تراواست وارد مي کنيم.دراين حالت گاز سبک از پرده بيشتر عبور ميکند الف) به وسيله تفنگ الکتروني فلز اورانيوم بخار ميشود.ب) بخار اتمي به قسمت جدا سازي جريان يافته و پالسهاي ليزر به اتم ها برخورد ميکنند. در نتيجه اتم ها يونيزه ميشوند.ج ) به وسيله ميدان الکترومغناطيسي يون هاي توليد شده به طرف صفحه هاي باردار فرستاده ميشوند و جمع ميشوند.محاسن اين روش عبارتند از:الف) توان بالاي جداسازي ايزوتوپي در تک مرحله ب) امکان پذيري از لحاظ تکنولوژي ج) سرمايه گذاري اوليه کم و مصرف انرژي پايين سيستم و فضاي مورد نياز بسيار کم است د) راه اندازي و توقف کار سيستم در مدت زمان کمتر انجام مي شود گداخت شکل ديگري از انرژي هسته‌اي است. گداخت ، به معني الحاق هسته هاي کوچکتر و ساختن يک هسته بزرگتر است. در داخل خورشيد ، گداخت هسته‌اي اتمهاي هيدروژن باعث توليد اتمهاي هليوم مي شود. در اثر اين گداخت، گرما ، نور و پرتوهاي ديگري توليد مي شود. همانطوريکه در تصوير مي بينيد ، با ترکيب دو نوع اتم هيدروژن (دوتريم و ترتيم) ، يک اتم هليوم و يک ذره اضافي بنام نوترون تشکيل مي شود. در واکنش فوق مقداري انرژي نيز توليد مي گردد. دانشمندان مدتها که برروي کنترل گداخت هسته‌اي کار مي کنند تا بتوانند يک رآکتور گداخت براي توليد برق بسازند. اما مشکل اين است که نمي دانند چگونه واکنش در يک محيط بسته را کنترل کنند. مزيت همجوشي هسته‌اي نسبت به شکافت هسته‌اي در اين است که اولاً منابع سوخت آن بسيار فراوان است. به عنوان مثال دو تريوم حدود 153 0/0 درصد اتمي ازهيدروژنهاي آب اقيانوسها را تشکيل مي‌دهد. تريتون نيز در فرايند جذب نوترون توسط ليتيوم قابل توليد است. ثانياً به ازاء هر نوکلئون از ماده سوخت، انرژي توليدي نسبت به روش شکافت بيشتر است. ثالثاً معضل پسماندهاي هسته‌اي را ندارد، و چهارم اينکه در هنگام وقوع حوادث احتمالي، راکتور همجوشي از کنترل خارج نمي‌شود. به عنوان مثالي از انرژي توليدي در يک راکتور همجوشي مي‌توان گفت اگر يک گالن از آب دريا را که داراي مقدارکافي دوترون است در واکنش همجوشي استفاده کنيم معادل 300گالن گازوئيل انرژي بدون آلودگي توليد مي‌کند. همجوشي به صورت طبيعي هم رخ مي‌دهد است. انرژي گرمايي که هر روزه زمين و منظومه شمسي را گرم مي‌کند ناشي از واکنشهاي همجوشي در خورشيد است به اين نحو که در خورشيد (يا در ستارگان ديگر) نيروهاي گرانشي قوي باعث مي‌شوند ايزوتوپهاي هسته‌هاي هيدروژن به اندازه کافي به هم نزديک و با هم ترکيب شوند تا هسته هليوم و مقداري انرژي توليد شود. مقدار گرماي توليد شده از فرآيند همجوشي در مقايسه با مقياس جرمي از انرژي معادل آن از عمل شکافت بيشتر است. عمل همجوشي نيازمند گرماي زيادي است که در اين گرما فرآيند صورت گيرد. دماي مورد نياز در حدود 10000 کلوين است که ساخت ماده‌اي با تحمل اين دما روي زمين تا کنون مقدور نبوده اما فرآيند همجوشي در ستارگان (از جمله خورشيد ما) عامل توليد انرژي و گرما است. همجوشي در سطح زمين تنها در آزمايشهاي آزاد و به طور طبيعي در اصابت رعد و برق به اتم‌هاي هيدروژن است . در فراآيند همجوشي خورشيد چهار اتم هيدروژن تبديل به يک اتم هليوم مي‌شود. دو شرط مهم انجام واکنش همجوشي عبارتند از ايجاد پلاسماي با دماي در حدود 6 هزار درجه کلوين و بسيار چگال و ديگري محصور سازي پلاسما. محصورسازي پلاسما به دو طريق MCF و ICF صورت مي‌گيرد که در روش اول با استفاده از خواص مغناطيسي اين کار توسط توکامک انجام مي‌پذيرد و در روش دوم با استفاده از خواص اينرسي اين کار در چمبرهاي تحت تابش پالسهاي ليزري پرتوان انجام مي‌گيرد.

منبع:olum.samenblog.com